Search

[ES] La presente tesis doctoral propone la arquitectura de un sistema de Geo-visualización Espaciotemporal de actividad delictiva y criminal, para ser aplicada a Sistemas de Comando y Control (C2S) específicamente dentro de sus Sistemas de Información de Comando y Control (C2IS). El sistema de Geo-visualización Espaciotemporal se basa en el análisis masivo de datos reales de actividad delictiva, proporcionado por la Policía Nacional Colombiana (PONAL) y está compuesto por dos aplicaciones diferentes: la primera permite al usuario geo-visualizar espaciotemporalmente de forma dinámica, las concentraciones, tendencias y patrones de movilidad de esta actividad dentro de la extensión de área geográfica y el rango de fechas y horas que se precise, lo cual permite al usuario realizar análisis e interpretaciones y tomar decisiones estratégicas de acción más acertadas; la segunda aplicación permite al usuario geo-visualizar espaciotemporalmente las predicciones de la actividad delictiva en periodos continuos y cortos a modo de tiempo real, esto también dentro de la extensión de área geográfica y el rango de fechas y horas de elección del usuario. Para estas predicciones se usaron técnicas clásicas y técnicas de Machine Learning (incluido el Deep Learning), adecuadas para el pronóstico en multiparalelo de varios pasos de series temporales multivariantes con datos escasos. Las dos aplicaciones del sistema, cuyo desarrollo se muestra en esta tesis, están realizadas con métodos novedosos que permitieron lograr estos objetivos de efectividad a la hora de detectar el volumen y los patrones y tendencias en el desplazamiento de dicha actividad, mejorando así la conciencia situacional, la proyección futura y la agilidad y eficiencia en los procesos de toma de decisiones, particularmente en la gestión de los recursos destinados a la disuasión, prevención y control del delito, lo cual contribuye a los objetivos de ciudad segura y por consiguiente de ciudad inteligente, dentro de arquitecturas de Sistemas de Comando y Control (C2S) como en el caso de los Centros de Comando y Control de Seguridad Ciudadana de la PONAL., [CA] Aquesta tesi doctoral proposa l'arquitectura d'un sistema de Geo-visualització Espaitemporal d'activitat delictiva i criminal, per ser aplicada a Sistemes de Comandament i Control (C2S) específicament dins dels seus Sistemes d'informació de Comandament i Control (C2IS). El sistema de Geo-visualització Espaitemporal es basa en l'anàlisi massiva de dades reals d'activitat delictiva, proporcionada per la Policia Nacional Colombiana (PONAL) i està composta per dues aplicacions diferents: la primera permet a l'usuari geo-visualitzar espaitemporalment de forma dinàmica, les concentracions, les tendències i els patrons de mobilitat d'aquesta activitat dins de l'extensió d'àrea geogràfica i el rang de dates i hores que calgui, la qual cosa permet a l'usuari fer anàlisis i interpretacions i prendre decisions estratègiques d'acció més encertades; la segona aplicació permet a l'usuari geovisualitzar espaciotemporalment les prediccions de l'activitat delictiva en períodes continus i curts a mode de temps real, això també dins l'extensió d'àrea geogràfica i el rang de dates i hores d'elecció de l'usuari. Per a aquestes prediccions es van usar tècniques clàssiques i tècniques de Machine Learning (inclòs el Deep Learning), adequades per al pronòstic en multiparal·lel de diversos passos de sèries temporals multivariants amb dades escasses. Les dues aplicacions del sistema, el desenvolupament de les quals es mostra en aquesta tesi, estan realitzades amb mètodes nous que van permetre assolir aquests objectius d'efectivitat a l'hora de detectar el volum i els patrons i les tendències en el desplaçament d'aquesta activitat, millorant així la consciència situacional , la projecció futura i l'agilitat i eficiència en els processos de presa de decisions, particularment en la gestió dels recursos destinats a la dissuasió, prevenció i control del delicte, la qual cosa contribueix als objectius de ciutat segura i per tant de ciutat intel·ligent , dins arquitectures de Sistemes de Comandament i Control (C2S) com en el cas dels Centres de Comandament i Control de Seguretat Ciutadana de la PONAL., [EN] This doctoral thesis proposes the architecture of a Spatiotemporal Geo-visualization system of criminal activity, to be applied to Command and Control Systems (C2S) specifically within their Command and Control Information Systems (C2IS). The Spatiotemporal Geo-visualization system is based on the massive analysis of real data of criminal activity, provided by the Colombian National Police (PONAL) and is made up of two different applications: the first allows the user to dynamically geo-visualize spatiotemporally, the concentrations, trends and patterns of mobility of this activity within the extension of the geographic area and the range of dates and times that are required, which allows the user to carry out analyses and interpretations and make more accurate strategic action decisions; the second application allows the user to spatially visualize the predictions of criminal activity in continuous and short periods like in real time, this also within the extension of the geographic area and the range of dates and times of the user's choice. For these predictions, classical techniques and Machine Learning techniques (including Deep Learning) were used, suitable for multistep multiparallel forecasting of multivariate time series with sparse data. The two applications of the system, whose development is shown in this thesis, are carried out with innovative methods that allowed achieving these effectiveness objectives when detecting the volume and patterns and trends in the movement of said activity, thus improving situational awareness, the future projection and the agility and efficiency in the decision-making processes, particularly in the management of the resources destined to the dissuasion, prevention and control of crime, which contributes to the objectives of a safe city and therefore of a smart city, within architectures of Command and Control Systems (C2S) as in the case of the Citizen Security Command and Control Centers of the PONAL.

Situational awareness analysis means a promising developement in order to improve our knowledge about human error among health care systems. A suitable situational awareness is part of comprehensive and safe patient treatment, and errors related to its lost are involved in the genesis of harmful events. This current study analyzes the frecuence of SA errors in 200 reported cases in a german incident report system., El análisis de la conciencia situacional supone un abordaje prometedor para mejorar nuestro conocimiento sobre el desarrollo de los errores humanos en los sistemas de salud. Una adecuada conciencia situacional forma parte del tratamiento integral y seguro de los pacientes, y los errores derivados de su pérdida, están implicados en la génesis de eventos adversos. El presente estudio analiza la frecuencia de errores de CS en 200 casos reportados en un sistemas de comunicación de incidentes en Alemania.

Los anestesiólogos son especialistas médicos responsables de monitorear y controlar las variables fisiológicas de un paciente antes, durante y después de un procedimiento médico o intervención quirúrgica. Dentro del protocolo seguido por este especialista, una de las principales dificultades que pueden afectar la seguridad del paciente es la ocurrencia de eventos adversos en la fase de inducción anestésica. Además, el trabajo de este especialista también puede causar una perdida la conciencia situacional debido a que se encuentra inmerso en entornos dinámicos y críticos que exigen un alto nivel de concentración. Por esta razón, este trabajo de grado propone un entrenamiento de habilidades cognitivas que influyen en la pérdida de conciencia situacional en residentes de anestesiología en la fase de inducción anestésica. La investigación metodológica para el desarrollo de esta formación comprende una revisión de la literatura de los enfoques de formación en conciencia situacional, una caracterización del trabajo y las interacciones de los anestesiólogos, una exploración e identificación de las habilidades cognitivas que mantienen la conciencia situacional y un diseño de la formación propuesta a través de una metodología de mejora incremental. La validación y evaluación de la formación propuesta se verificó mediante una prueba experimental realizada a un grupo de residentes de anestesiología voluntarios del Hospital Universitario San Ignacio de la Pontificia Universidad Javeriana. El resultado del experimento demostró que el entrenamiento propuesta tiene un impacto significativo en los residentes de anestesiología, mejorando la exploración y búsqueda y la habilidad de atención dividida. De esta forma, el entrenamiento propuesto contribuye a minimizar la pérdida de conciencia situacional en la fase de inducción anestésica para estos especialistas. Anesthesiologists are medical specialists responsible for monitoring and controlling a patient's physiological variables before, during, and after a medical procedure or surgical intervention. Within the protocol followed by this specialist, one of the main difficulties that may affect patient safety is the occurrence of adverse events in the anesthetic induction phase. In addition, another difficulty in the work of this specialist is that they lose situational awareness due to these specialists are immersed in dynamic and critical environments that demand a high concentration level. For this reason, this study built a cognitive skills training that influence the loss of situational awareness in anesthesiology residents in the anesthetic induction phase. The methodology research for developing this training comprises a literature review of training approaches in situational awareness, a characterization of the work and interactions of the anesthesiologists, an exploration and identification of the cognitive abilities that maintain situational awareness, and a design of the proposed training through an incremental improvement methodology. The validation and evaluation of the proposed training was verified by an experimental test carried out on a group of volunteer anesthesiology residents from the San Ignacio University Hospital of the Pontificia Universidad Javeriana. The result of the experiment demonstrated that the proposed training has a significant impact on anesthesiology residents, improving cognitive scanning and searching skills and divided attention ability. In this way, the proposed training contributes to minimize the loss of situational awareness in the anesthetic induction phase for these specialists. Magíster en Bioingeniería Maestría

Durante las operaciones militares, los campos de batalla se convierten en zonas fracturadas donde el nivel de confusión, el ruido y la ambigüedad impactan en la manera de alcanzar los objetivos tácticos. La Conciencia Situacional (CS) se convierte en un reto ya que la percepción de la situación es inestable, lo que conduce a la comprensión degradada y a la incapacidad del soldado en proyectar los resultados apropiados. Para afrontar dicho reto diversos proyectos militares han centrado sus esfuerzos en diseñar un sistema digital integrado como soporte para la toma de decisiones del personal. En esta tesis doctoral se propone un framework de Realidad Aumentada (RA) denominado RAIOM (Realidad Aumentada para la Identificación de Objetivos Militares) –entendiéndose por identificación de objetivos militares a todos los objetivos militares del enemigo circundantes a los soldados que representan una amenaza bélica- cuyo objetivo es mejorar la CS de los soldados en el campo de batalla mediante el uso de la RA. Para el desarrollo del framework se consideró como principal característica a la CS, y a la RA como tecnología de visualización e interpretación contextual. La aplicación de metodologías tales como SCRUM y Diseño Centrado en el Usuario (DCU) permitió identificar y analizar los requisitos funcionales y desarrollar los despliegues correspondientes. En particular, este trabajo presenta una recopilación actualizada de diferentes frameworks, menciona las características principales que debe poseer un framework de software de RA para uso militar, se detalla el uso de metodologías combinadas, se considera una arquitectura basada en capas para facilitar la integración tecnológica como también una arquitectura de sistemas distribuida donde la principal característica se centra en procesar las imágenes en un componente de hardware externo. Se realizan los despliegues utilizando el framework de RA y se obtienen los resultados provenientes de la evaluación de los despliegues que se centran en mejorar la CS. Finalmente, se detallan las conclusiones arribadas y se proponen líneas futuras de investigación., Facultad de Informática

Diversos proyectos militares han centrado sus esfuerzos en diseñar un sistema digital integrado como soporte para la toma de decisiones del personal militar, para afrontar el reto de poseer un Conciencia Situacional (CS) degradada. En este trabajo se propone un framework de Realidad Aumentada (RA) denominado RAIOM (Realidad Aumentada para la Identificación de Objetivos Militares) –entendiéndose por identificación de objetivos militares a todos los objetivos militares del enemigo circundantes a los soldados que representan una amenaza bélica- cuyo objetivo es mejorar la CS de los soldados en el campo de batalla mediante el uso de la RA. Para el desarrollo del framework se consideró como principal característica a la CS, y a la RA como tecnología de visualización e interpretación contextual. La aplicación de metodologías tales como SCRUM y Diseño Centrado en el Usuario (DCU) permitió desarrollar los despliegues correspondientes. En particular, este trabajo presenta una recopilación actualizada de diferentes sistemas utilizados en el ámbito militar y se analizan las características principales que debe poseer un framework de software basado en RA para uso militar. Se diseña un framework basado en RA que permite la visualización de objetivos tácticos tales como visualización de objetivos tácticos en un radar en 360 grados, posicionamiento y orientación espacial de los objetos y del operador, ayudas visuales mediante iconografía/simbología adaptable, uso de menús interactivos mediante reconocimiento gestual y vocal, reconocimientos de objetos edilicios y uso de cartografía en 3D mediante uso de RA. Se utiliza una arquitectura basada en capas para facilitar la integración tecnológica como también una arquitectura de sistemas distribuida donde la principal característica se centra en realizar el procesamiento de imágenes en un componente de hardware externo. Se realizan los despliegues utilizando el framework de RA propuesto en el presente trabajo y, finalmente, se arriba a las conclusiones finales y a las futuras líneas de investigación., Facultad de Informática

[ES] Este trabajo propone un marco de análisis de información para la inferencia de conocimiento en el contexto del proyecto SELFNET, cuya finalidad es diagnosticar el estado de la red y predecir problemas potenciales que afecten la operatividad de la red, facilitándose también el proceso de toma de decisiones en redes 5G. Esta propuesta proporciona capacidades para el descubrimiento de hechos, reconocimiento de patrones, razonamiento y predicción con el objetivo de inferir conductas sospechosas, que puedan ser mitigadas a través del despliegue de medidas de respuesta, tanto de forma reactiva como proactiva. Además, este marco de análisis utiliza una metodología basada en casos de uso, donde el operador es capaz de personalizar los parámetros de operación y las reglas para la inferencia de conocimiento. La propuesta ha sido evaluada sobre un caso de uso, donde se demuestra cómo a partir de una configuración sencilla es posible abastecer a las capas de inteligencias del conocimiento necesario para mejorar la toma de decisiones que permita adaptar la red a cambios en el volumen de datos monitorizados., This work was funded by the European Commission Horizon 2020 Programme under Grant Agreement number H2020-ICT2014-2/ 671672 SELFNET (A Framework for Self-Organized Network Management in Virtualized and Software Defined Networks).

Con el crecimiento de los sistemas eléctricos de potencia son cada vez más las señales a supervisar y controlar por los operadores de los centros de control de energía, es por esto que una de las habilidades más importantes en la operación es la conciencia situacional y adicionalmente un conocimiento del sistema y de prácticas en la supervisión que serán descritas a continuación con modelos descriptivos de apoyo a la toma de decisiones, que ayudaran a identificar de forma rápida las diferentes señales eléctricas del sistema, y así realizar de forma temprana acciones que permitan mantener un sistema seguro y estable dentro de los parámetros establecidos en la regulación y el código de redes. Este trabajo además presenta una descripción del funcionamiento y las actividades que se realizan en los centros de control encargados de la supervisión y el control de los sistemas de potencia, y como con aplicativos de visualización de las diferentes variables a supervisar se ayuda al operador a identificar de forma rápida las variables fuera de rango y enfocar así su atención y acciones en el control de las mismas. Los modelos propuestos se evalúan en un sistema de pruebas IEEE de 14 barras, en el cual se simulan diferentes situaciones que pueden presentarse en la operación de un sistema eléctrico de potencia. Abstract: With the growth of electric power systems, there are more and more signals to be monitored and controlled by the operators of the energy control centers, which is why one of the most important skills during the operation is the situational awareness and additionally knowledge over the system and over practices in supervision that will be described below with descriptive support models for decision making, which will help to quickly identify the different system electrical signals, and thus carry out early actions to maintain a Secure and stable system within the parameters established in the regulation and the network code. This study also presents a description of the operation and activities performed in the control centers that are responsible for the supervision and power system control, and how, with visualization applications of the different variables to be monitored, the operator can be helped in quickly identifying the variables out of range and focus their attention and actions on the control of them. The proposed models are evaluated in a standard IEEE 14 bus system, simulating different situations that may arise in the operation of an electric power system. Maestría

[EN] Functionalities in the mobile context for improving software development teams, [ES] Funcionalidades en el contexto móvil para la mejora de los equipos de desarrollo software

En este articulo se proponen indicadores normalizados, o en por unidad, para analisis de estabilidad de tension en un sistema electrico de potencia. Los indicadores son simples y se conciben en funcion de la potencia reactiva de reserva y del margen de cargabilidad del sistema. La metodologia presentada con los indicadores propuestos hace posible conjugar la evolucion del margen de cargabilidad y las reservas de potencia reactiva. Esto es particularmente util o beneficioso para analistas y operadores al permitir que se interprete de manera adecuada si la presencia de potencia reactiva de reserva es una garantia de la estabilidad de tension o no en determinado punto del sistema de potencia. Los indicadores se aplicaron con exito, exponiendo tendencias similares para una red IEEE pequena ampliamente conocida y para una red de gran cantidad de barras y generadores. Por otro lado, a traves de una arquitectura basica propuesta para la integracion de tecnologias de informacion, se indico la conveniencia del uso de indicadores para aplicaciones modernas de sincrofasores y conciencia situacional, en la que los operadores y analistas podran contar con informacion precisa de lo que ocurre en el sistema y concebir probables soluciones con exito.

En este artículo se proponen indicadores normalizados, o en por unidad, para análisis de estabilidad de tensión en un sistema eléctrico de potencia. Los indicadores son simples y se conciben en función de la potencia reactiva de reserva y del margen de cargabilidad del sistema. La metodología presentada con los indicadores propuestos hace posible conjugar la evolución del margen de cargabilidad y las reservas de potencia reactiva. Esto es particularmente útil o beneficioso para analistas y operadores al permitir que se interprete de manera adecuada si la presencia de potencia reactiva de reserva es una garantía de la estabilidad de tensión o no en determinado punto del sistema de potencia. Los indicadores se aplicaron con éxito, exponiendo tendencias similares para una red IEEE pequeña ampliamente conocida y para una red de gran cantidad de barras y generadores. Por otro lado, a través de una arquitectura básica propuesta para la integración de tecnologías de información, se indicó la conveniencia del uso de indicadores para aplicaciones modernas de sincrofasores y conciencia situacional, en la que los operadores y analistas podrán contar con información precisa de lo que ocurre en el sistema y concebir probables soluciones con éxito. In this paper, normalized or per unit indices for voltage stability analysis in power systems are proposed. The indices are simple and designed based on reactive power reserves and system loadability margins. The methodology presented with the proposed indices makes it possible to combine the loadability margin evolution and reactive power reserves. The method is particularly useful or beneficial for analysts and operators, since it helps to properly interpret if the presence of reactive power reserve is a guarantee of the stability of voltage in a given location of the power system. The indices were successfully applied, exposing similar trends for an IEEE small network, which is widely known, and for a network having a large number of busbars and generators. On the other hand, through a basic architecture proposed for the integration of information technologies, the convenience of indices usage for modern applications of Synchrophasors and Situational Awareness has been pointed out, in which operators and analysts may count on accurate information about the evolution of the power system and to successfully conceive solutions.

[ES] Los actuales sistemas de gestión de emergencias se basan en tecnologías inalámbricas como TETRAPOL, TETRA, HF, VHF, enlaces satelitales, etc., que a pesar de dar un amplio alcance, disponen de un ancho de banda muy limitado. Debido a estas limitaciones sólo se puede disponer de comunicaciones vocales y de transmisión de datos a velocidades bajas que no reproducen por completo el COP (Common Operacional Picture) de la situación de emergencia. El presente trabajo propone el uso de un sistema de gestión de emergencias tipo C4ISR basado en filosofía COTS, FLAC y totalmente estándar, que utilice tecnologías inalámbricas de banda ancha. Las principales contribuciones tecnológicas de este marco son las siguientes: la introducción de streaming de video y audio de alta calidad en la arquitectura de comunicaciones, la detección de un elemento a través de GPS, la fusión de datos recogida mediante biosensores y la integración de diversos sistemas de comunicaciones inalámbricas con amplios anchos de banda. i.e IEEE 802.11, IEEE 802.15 (ZigBee), Bluetooth y comunicaciones satelitales, las cuales conforman la red a distintos niveles de mando que serán descritas en el presente trabajo. Los objetivos principales son estudiar la viabilidad del uso de estas tecnologías en sistemas de gestión de emergencias e incluir streaming de video y audio de alta calidad para mejorar la conciencia situacional (SA) en cada nivel de la cadena de mando con un esquema de representación multi resolución. Esta mejora de la SA se probará en el contexto de gestión de emergencias., [EN] Current emergency management systems rely on diverse wireless technologies, such as, TETRAPOL, TETRA, HF, VHF, satellite links, etc, despite the fact that they provide large range, their bandwidth availability is limited due to this only voice communications and low rate data transfers are available which do not produce a common operational picture of the emergency situation. This work proposes a C4ISR emergency management system framework based on COTS, FLAC philosophy and full standard compliant, using broadband wireless technologies. The main technological contributions of this framework are the following: the introduction of high 2 Redes de Datos Inalámbricas para Gestión de Emergencias quality video and audio streaming in the communications architecture, the single-element detection through GPS, the data fusion gathered through biosensors and the integration of different wireless communication systems with large bandwidth requirements. i.e IEEE 802.11, IEEE 802.15 (ZigBee), Bluetooth, and satellite communications which will make up the networks at different command levels which will be described in the present paper. The basic objectives are to study the feasibility of using these technologies on a emergency management system and to include high quality video streaming is to improve the Situation Awareness (SA) in every step of the command chain within a multi-resolution representation scheme. This SA enhancement will be tested in an emergency management context. [-]